文档介绍：1A410000 建筑工程技术
1A411000 建筑结构与构造
1A411010建筑结构工程的可靠性
1A411011建筑结构工程的安全性
一、结构的功能要求
(1)安全性
在正常施工和正常使用的条件下,结构应能承受可能出现的各种荷载作用和变形而不发生破坏;在偶然事件发生后,结构仍能保持必要的整体稳定性。例如,厂房结构平时受自重、吊车、风和积雪等荷载作用时,均应坚固不坏,而在遇到强烈地震、爆炸等偶然事件时,容许有局部的损伤,但应保持结构的整体稳定而不发生倒塌。
(2)适用性
在正常使用时,结构应具有良好的工作性能。如吊车梁变形过大会使吊车无法正常运行,水池出现裂缝便不能蓄水等,都影响正常使用,需要对变形、裂缝等进行必要的控制。
(3)耐久性
在正常维护的条件下,结构应能在预计的使用年限内满足各项功能要求,也即应具有足够的耐久性。例如,不致因混凝土的老化、腐蚀或钢筋的锈蚀等而影响结构的使用寿命。
安全性、适用性和耐久性概括称为结构的可靠性。
二、两种极限状态
承载能力极限状态是对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形,它包括结构坏,失去平衡(如倾覆、滑移),疲劳破坏等。
正常使用极限状态是指结构在正常使用条件下产生过大的变形,过早产生裂缝,和过大的振幅。
三、杆件的受力形式
结构杆件的基本受力形式按其变形特点可归纳为以下五种:拉伸、压缩、弯曲、剪切和扭转。
实际结构中的构件往往是几种受力形式的组合,如梁承受弯曲与剪力;柱子受到压力与弯矩等。
四、材料强度的基本概念
材料有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等
五、杆件稳定的基本概念
具有临界的性质,因此称为临界力。两端铰接的压杆,临界力的计算公式为:
的大小与下列因素有关:
(1)压杆的材料:钢柱的比木柱大,因为钢柱的弹性模量E大;
(2)压杆的截面形状与大小:截面大不易失稳,因为惯性矩I大;
(3)压杆的长度1:长度大, 易失稳;
(4)压杆的支承情况:两端固定的与两端铰接的比,前者,不同支座情况的临界力的计算公式为:
当柱的一端固定一端自由时, 一端固定一端铰支时,, 称作长细比。i由截面形状和尺寸来确定。所以,长细比λ是影响临界力的综合因素。
【2011年真题6】某受压杆件,在支座不同、其他条件相同的情况下,其临界力最小的支座方式是( )。
,一端铰支
,一端自由
D
【经典题型】受压构件,两端铰支,其临界力为50kN,若将构件改为两端固定,则其临界力为()kN。
解题思路:考核的是不同支座情况下的临界力计算公式。受压杆件稳定的临界力公式,有效长度问题。
**建筑结构工程的适用性
一、建筑结构的适用性
限制过大变形的要求即为刚度要求。
梁的变形主要是弯矩所引起的,叫弯曲变形。
悬臂梁端部的最大位移为:
影响位移因素有:
(1)荷载;
(2)材料性能:与材料的弹性模量E成反比;
(3)构件的截面:与截面的惯性矩I成反比,如矩形截面梁,其截面惯性矩
(4)构件的跨度:与跨度l的n次方成正比,此因素影响最大。
例如:一受均布荷载作用的悬臂梁,已知矩形截面梁的高度h是宽度b的二倍,其他条件都不变,现将其旋转90度(宽变成高,高变成宽)时,最大变形是原来的()倍。
(根据,可知,f=,是常数,
又h=2b,
故:)
【经典题型】关于简支梁变形大小的影响因素,下列表述正确的是()。
,变形越大
,变形越大
,变形越小
,变形越大
,变形越大
三、混凝土结构的裂缝控制
裂缝控制主要针对混凝土梁(受弯构件)及受拉构件。裂缝控制分为三个等级:
(1)构件不出现拉应力;
(2)构件虽有拉应力,但不超过混凝土的抗拉强度;
(3)允许出现裂缝,但裂缝宽度不超过允许值。
**建筑结构工程的耐久性
一、建筑结构耐久性的含义
二、结构设计使用年限
类别
设计使用年限(年)
示例
1
5
临时性结构
2
25
易于替换的结构构件
3
50
普通房屋和构筑物
4
100
纪念性建筑和特别重要的建筑结构
三、混凝土结构耐久性的环境类别
环境类别
名称
腐蚀机理
工
一般环境
保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀
Ⅱ
冻融环境
反复冻融导致混凝土损伤
Ⅲ
海洋氯化物环境
氯盐引起钢筋锈蚀
Ⅳ
除冰盐等其他氯化物环境
氯盐引起钢筋锈蚀
V
化学腐蚀环境
硫酸盐等化学物质对混凝土的腐蚀